巧析化学平衡状态的判断

杨 娅●

贵州省遵义市第四中学(563000)



巧析化学平衡状态的判断

杨 娅●

贵州省遵义市第四中学(563000)

化学平衡状态的判断是一个难点、易错点.化学平衡指在一定条件下，当可逆反应正、逆两个方向反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定.可逆反应达到化学平衡状态的本质是“等”，即V正(A)=V逆(A)，表现出来的结果是“定”，即某些变量一定，不再发生改变.笔者以这两点为切入点，提出判断化学平衡状态的两种方法:“v正(A)=v逆(A)”法和“变量不变”法.

化学平衡状态的判断;变量不变

一、用“v正(A)=v逆(A)”判断

“v正(A)=v逆(A)”表达的意思有两点：“正”和“逆”表示方向，即同时要有关于“正”和“逆”方向的描述；“=”表示同种物质速率相等，若为不同种物质，速率折算成同一种物质在数值上相等.综上，用“v正(A)=v逆(A)”判断化学反应是否达到平衡状态的方法要注意以下两点: 要有正和逆方向的描述, 同种物质正、逆速率相等，不同种物质正、逆速率比值等于方程式计量数比.

①单位时间内生成2nmol NH3的同时生成3nmol H2

②单位时间内生成nmol N2的同时生成3nmol H2

③用N2、H2、NH3表示的反应速率比为1:3:2的状态

④ 3v(H2)正=2v(NH3)逆

⑤3 mol H-H键断裂的同时断裂6 mol N-H键

解析 ①“生成2nmol NH3”表示正速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述，用“NH3和H2”表示速率比值为2n∶3n=2∶3，等于计量数比，①说明达平衡；

②“生成nmol N2”表示逆速率，“生成3nmol H2”表示逆速率，无“正”和“逆”方向的描述，②不能说明达平衡；

③无“正”和“逆”方向的描述，③不能说明达平衡；

④有“正”和“逆”方向的描述，把3v(H2)正=2v(NH3)逆变化形式为：v(H2)正∶v(NH3)逆=2∶3，不等于计量数比，④不能说明达平衡；

⑤“3 mol H-H键断裂”表示正速率， “断裂 6 molN-H键”表示逆速率，有“正”和“逆”方向的描述,v(H2)正∶v(NH3)逆=3∶6=1∶2,等于计量数比,⑤说明达平衡.

二、用“变量不变”判断

化学反应在进行中，有些量一直不变，“不变量”不能作为判断是否达平衡的标志.有些量一直在变，当“变量”不变，则说明达到化学平衡，即“变量不变”法.

例2 在两个绝热、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：

现有下列状态，其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是( ).

能表明(乙)达到化学平衡状态的是( ).

①混合气体的颜色不再改变

②混合气体总的物质的量不再改变

③混合气体的压强不再改变

④反应物浓度不再改变

⑤混合气体的密度不再改变

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变

⑦绝热体系温度不再改变的状态

⑧反应物或生成物的百分含量不再改变的状态

⑨ΔH不变

解析 ①、用极端假设法判断量是否为变量，如甲方程式中，NO2有颜色，其他无色，若全为反应物，体系为红棕色，若全为生成物体系为无色，所以反应过程中，“颜色”为变量，变量不变，①可作为甲判断标志，同理①也可作为乙的判断标志；②甲方程式中，若2mol反应物完全转化得3mol生成物，该反应为气体的物质的量变化的体系，“气体总的物质的量”为变量，变量不变，②可作为甲判断标志，乙为等物质的量变化的反应，“气体总的物质的量”为不变量，则②不可作为乙的判断标志；③其它条件相同时，压强大小是由气体多少决定的，甲方程式为气体的物质的量变化的体系，即压强变化的体系，“压强”为变量，变量不变，③可作为甲判断标志.乙为等物质的量变化的反应，即“压强”为不变量，③不可作为乙的判断标志；④对于甲和乙来讲，“反应物浓度”为变量，变量不变，④可作为甲、乙判断标志；⑤公式ρ=m/V中，根据质量守恒，对于甲和乙m为不变量，由题V为不变量，所以ρ为不变量，⑤不可作为甲、乙判断标志.⑥公式M=m/n中，对于甲和乙m为不变量，甲的n为变量，乙的n为不变量，所以，甲的“M”为变量，乙的“M”为不变量.⑥可作为甲判断标志，不能作为乙判断标志.⑦由题，任何反应都有热效应，绝热下，“体系温度”为变量，⑦可作甲、乙判断标志.⑧反应物或生成物的百分含量对于甲乙都为可变量，⑧可作甲、乙判断标志.⑨ΔH为不变量，⑨不可作甲、乙判断标志.

综上所述，无论题目条件如何变化，都可转化为下列两种判断方法：“v正(A)=v逆(A)”法和“变量不变”法，用“v正(A)=v逆(A)”法判断化学平衡状态的核心是判断是否有v正和v逆；用“变量不变”法判断化学平衡状态的核心是判断给的“量”是否为变量.抓住这两点，所有平衡问题都能迎刃而解.

G632

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1008-0333(2016)28-0087-01